JP2012234172A - Zoom projection lens - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a zoom projection lens that is applicable to various projectors having different light sources and can prevent insufficient luminous efficiency.SOLUTION: A zoom projection lens includes a first lens group 1 having a negative refractive index, a second lens group 2 having a positive refractive index, and a third lens group 3 having a positive refractive index, arranged in order from an object side to an image side, and F-number of the zoom projection lens in wide-angle end is equal to or less than 2.1. The first lens group 1 has an aspheric lens 11. The third lens group 3 has an aspheric lens 33 and an aperture stop 34, thereby reducing F-number of the zoom projection lens, i.e. enlarging a bore diameter of the aperture stop 34, to increase the luminous efficiency of the projector and also to reduce, through the aspheric lenses, the aberration caused by the larger aperture stop.

Description

本発明は、ズーム投影レンズに関し、詳しくはプロジェクターに用いるズーム投影レンズに関するものである。   The present invention relates to a zoom projection lens, and more particularly to a zoom projection lens used in a projector.

近年、液晶ディスプレー方式（Liquid Crystal Display）プロジェクター、デジタルライトプロセッシング方式（Digital Light Processing、ＤＬＰ）プロジェクターなどの軽薄短小になったプロジェクターは陰極線管方式（Cathode Ray Tube、ＣＲＴ）プロジェクターの代わりになる傾向が著しくなってきた。   In recent years, light and thin projectors such as Liquid Crystal Display projectors and Digital Light Processing (DLP) projectors tend to replace Cathode Ray Tube (CRT) projectors. It has become remarkable.

そのうち、デジタルライトプロセッシング方式プロジェクターは、非テレセントリック光学系（Non-telecentric）の主光線（chief ray）が光軸に平行しない。かつ、非テレセントリック光学系のズーム投影レンズはテレセントリック光学系のズーム投影レンズのように内部全反射プリズムを配置する必要がないため、ズーム投影レンズのコストを削減することができる。一方、非テレセントリック光学系はフロントプロジェクターの要求を満足させるため、主光線が光軸に平行せず、一定角度でズーム投影レンズに入射することによって投射された映像をスクリーンの上方に偏向させる。   Among them, in the digital light processing type projector, the chief ray of the non-telecentric optical system (Non-telecentric) is not parallel to the optical axis. In addition, the zoom projection lens of the non-telecentric optical system does not need the internal total reflection prism unlike the zoom projection lens of the telecentric optical system, so that the cost of the zoom projection lens can be reduced. On the other hand, the non-telecentric optical system deflects the projected image by being incident on the zoom projection lens at a certain angle without being parallel to the optical axis in order to satisfy the requirements of the front projector.

例えば台湾特許Ｉ２８８２９０号により提示された従来の非テレセントリック光学系フロントプロジェクターは、高圧水銀ランプに対応でき、かつ価額を考慮するために開口絞りの孔径が小さく、Ｆ値（F-number）が比較的大きく、通常２．４以上に設計される。   For example, the conventional non-telecentric optical front projector presented by Taiwan Patent No. I288290 is compatible with a high-pressure mercury lamp and has a small aperture stop diameter and a relatively small F-number (F-number) in consideration of the price. Large, usually designed to be 2.4 or higher.

従って、様々な光源の発展が成熟してきた現今において、異なる光源に対応し、かつ発光効率不足を避けることができるズーム投影レンズを提出することがそれに関連する当業者の研究開発の重点の一つとなる。   Therefore, with the development of various light sources matured, it is one of the emphasis of research and development by those skilled in the art to submit a zoom projection lens that can cope with different light sources and avoid insufficient luminous efficiency. Become.

台湾特許１２８８２９０号明細書Taiwan Patent 1288290 Specification

本発明は、光源が異なる種々のプロジェクターに適用可能であり、かつ発光効率不足を避けることが可能なズーム投影レンズを提出することを主な目的とする。
The main object of the present invention is to provide a zoom projection lens that can be applied to various projectors having different light sources and that can avoid a lack of light emission efficiency.

本発明によるプロジェクターに用いるズーム投影レンズは、物体側から像側まで順に配列された屈折率がマイナスの第一レンズ群、屈折率がプラスの第二レンズ群および屈折率がプラスの第三レンズ群を備え、かつ広角端に位置するＦ値が２．１以下である。第一レンズ群は非球面レンズを有する。第三レンズ群は非球面レンズおよび開口絞りを有する。   The zoom projection lens used in the projector according to the present invention includes a first lens group having a negative refractive index, a second lens group having a positive refractive index, and a third lens group having a positive refractive index, which are arranged in order from the object side to the image side. And the F value located at the wide-angle end is 2.1 or less. The first lens group has an aspheric lens. The third lens group has an aspheric lens and an aperture stop.

本発明の効果は、ズーム投影レンズのＦ値を小さくする、即ち開口絞りの孔径を増大させることによってプロジェクターの発光効率を向上させ、かつ非球面レンズを介して開口絞りの増大に伴って生じた収差を減少させることである。   The effect of the present invention is achieved by reducing the F value of the zoom projection lens, that is, by increasing the aperture diameter of the aperture stop, thereby improving the light emission efficiency of the projector and increasing the aperture stop through the aspheric lens. It is to reduce aberrations.

本発明の第１実施形態によるプロジェクターに用いるズーム投影レンズを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the zoom projection lens used for the projector by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態によるプロジェクターに用いるズーム投影レンズの広角端に生じた球面収差を示すグラフである。It is a graph which shows the spherical aberration which arose in the wide angle end of the zoom projection lens used for the projector by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態によるプロジェクターに用いるズーム投影レンズの広角端に生じた倍率色収差を示すグラフである。6 is a graph showing lateral chromatic aberration generated at the wide angle end of the zoom projection lens used in the projector according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態によるプロジェクターに用いるズーム投影レンズの広角端に生じた像面湾曲を示すグラフである。It is a graph which shows the field curvature which arose in the wide angle end of the zoom projection lens used for the projector by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態によるプロジェクターに用いるズーム投影レンズの広角端に生じた歪曲収差を示すグラフである。It is a graph which shows the distortion aberration which arose in the wide angle end of the zoom projection lens used for the projector by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態によるプロジェクターに用いるズーム投影レンズの広角端に生じた変調伝達関数を示すグラフである。It is a graph which shows the modulation transfer function which arose in the wide angle end of the zoom projection lens used for the projector by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態によるプロジェクターに用いるズーム投影レンズの望遠端に生じた球面収差を示すグラフである。It is a graph which shows the spherical aberration which arose in the telephoto end of the zoom projection lens used for the projector by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態によるプロジェクターに用いるズーム投影レンズの望遠端に生じた倍率色収差を示すグラフである。6 is a graph showing lateral chromatic aberration generated at the telephoto end of the zoom projection lens used in the projector according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第１実施形態によるプロジェクターに用いるズーム投影レンズの望遠端に生じた像面湾曲を示すグラフである。It is a graph which shows the field curvature which arose in the telephoto end of the zoom projection lens used for the projector by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態によるプロジェクターに用いるズーム投影レンズの望遠端に生じた歪曲収差を示すグラフである。It is a graph which shows the distortion aberration which arose in the telephoto end of the zoom projection lens used for the projector by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態によるプロジェクターに用いるズーム投影レンズの望遠端に生じた変調伝達関数を示すグラフである。It is a graph which shows the modulation transfer function produced in the telephoto end of the zoom projection lens used for the projector by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態によるプロジェクターに用いるズーム投影レンズを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the zoom projection lens used for the projector by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態によるプロジェクターに用いるズーム投影レンズを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the zoom projection lens used for the projector by 3rd Embodiment of this invention.

本発明の前述内容、ほかの技術内容、特徴および効果は、図面および以下の比較的好ましい実施形態での詳細な説明によって判明すると考えられる。また、以下の説明内容のうちの類似した部品は同じ符号によって表示される。
以下、本発明によるプロジェクターに用いるズーム投影レンズを図面に基づいて説明する。 The foregoing and other technical details, features and advantages of the present invention will become apparent from the drawings and detailed description of the following preferred embodiments. In addition, similar parts in the following description are denoted by the same reference numerals.
A zoom projection lens used in a projector according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１に示すように、本発明の第１実施形態によるプロジェクターに用いるズーム投影レンズは、物体側から像側まで順に配列された屈折率がマイナスの第一レンズ群１、屈折率がプラスの第二レンズ群２および屈折率がプラスの第三レンズ群３を備えることでズーム倍率比を効果的に増大させる。   As shown in FIG. 1, the zoom projection lens used in the projector according to the first embodiment of the present invention includes a first lens group 1 having a negative refractive index and a first refractive index having a positive refractive index arranged in order from the object side to the image side. By including the second lens group 2 and the third lens group 3 having a positive refractive index, the zoom magnification ratio is effectively increased.

第一レンズ群１は、物体側から像側まで順に配列されたプラスチック製非球面レンズ１１、両凹ガラス球面レンズ（biconcave）１２およびガラス凸球面レンズ１３を有する。非球面レンズ１１は物体端に向かって突出する負メニスカスレンズ（negative meniscus）である。非球面レンズ１１によってズーム投影レンズ全体の長さを効果的に短縮し、投射された映像の収差を補正し、レンズの使用量を減らすことができる。
第二レンズ群２は、一枚または二枚のガラス凸球面レンズ２１を有する。
第三レンズ群３は、相互に接着する負レンズ３１および正レンズ３２と、ガラス非球面レンズ３３と、開口絞り（aperture stop）３４とを有し、かつ非球面レンズ３３によってズーム投影レンズ全体の長さを効果的に短縮し、投射された映像の収差を補正し、レンズの使用量を減らすことができる。
The first lens group 1 includes a plastic aspheric lens 11, a biconcave glass spherical lens (biconcave) 12, and a glass convex spherical lens 13 arranged in order from the object side to the image side. The aspherical lens 11 is a negative meniscus projecting toward the object end. The length of the entire zoom projection lens can be effectively shortened by the aspherical lens 11, the aberration of the projected image can be corrected, and the amount of use of the lens can be reduced.
The second lens group 2 has one or two glass convex spherical lenses 21.
The third lens group 3 includes a negative lens 31 and a positive lens 32 that are bonded to each other, a glass aspheric lens 33, and an aperture stop 34. The length can be effectively shortened, the aberration of the projected image can be corrected, and the amount of lens used can be reduced.

ズーム投影レンズは広角端に位置するＦ値（F-number，F＃）が２．１以下に設定される、即ち開口絞り３４の孔径を増大させることによってプロジェクターの発光効率を向上させる。
ズーム投影レンズは以下の数式１〜数式７を満足できる。

Figure 2012234172
In the zoom projection lens, the F value (F-number, F #) located at the wide-angle end is set to 2.1 or less, that is, by increasing the hole diameter of the aperture stop 34, the luminous efficiency of the projector is improved.
The zoom projection lens can satisfy the following formulas 1 to 7.
Figure 2012234172

上記数式において、ｅｘは射出瞳位置である。ｂｆはレンズの焦点距離である。ｆｗはズーム投影レンズの広角端に位置する焦点距離である。ｆ１は第一レンズ群１の焦点距離である。ｆ２は第二レンズ群２の焦点距離である。ｆ３は第三レンズ群３の焦点距離である。ｆＬ１は第一レンズ群１の非球面レンズ１１の焦点距離である。ｆＡは第三レンズ群３の非球面レンズ３３の焦点距離である。ｖ１は第三レンズ群３の負レンズ３１の色分散係数である。ｖ２は第三レンズ群３の正レンズ３２の色分散係数である。   In the above formula, ex is the exit pupil position. bf is the focal length of the lens. fw is a focal length located at the wide angle end of the zoom projection lens. f1 is the focal length of the first lens group 1; f2 is the focal length of the second lens group 2; f3 is the focal length of the third lens group 3. fL1 is the focal length of the aspherical lens 11 of the first lens group 1. fA is the focal length of the aspherical lens 33 of the third lens group 3. v1 is the chromatic dispersion coefficient of the negative lens 31 of the third lens group 3. v2 is the chromatic dispersion coefficient of the positive lens 32 of the third lens group 3.

数式１を満足させることによってズーム投影レンズの焦点距離ｂｆおよび広角端（Wild-Angle）から望遠端（Telephoto）までのズーム倍率比を増大させることができる。数式２から数式６を満足させることによってズーム投影レンズ全体の長さを効果的に短縮し、投射された映像の収差を補正することができる。数式７を満足させることによって投射された映像の収差を補正することができる。数式５から数式７を満足させることによってズーム投影レンズの解像力を向上させることができる。第一レンズ群１と第二レンズ群２との間隔およびレンズの焦点距離ｂｆによって温度変化が原因で投射された映像の品質を低下させるような現象を補償することができる。   By satisfying Expression 1, the focal length bf of the zoom projection lens and the zoom magnification ratio from the wide-angle end (Wild-Angle) to the telephoto end (Telephoto) can be increased. By satisfying Expressions 2 to 6, the entire length of the zoom projection lens can be effectively shortened, and the aberration of the projected image can be corrected. By satisfying Equation 7, the aberration of the projected image can be corrected. Satisfying Expressions 5 to 7 can improve the resolving power of the zoom projection lens. It is possible to compensate for a phenomenon in which the quality of the projected image is deteriorated due to the temperature change by the distance between the first lens group 1 and the second lens group 2 and the focal length bf of the lens.

（第１実施形態）
表１−１は第１実施形態によるズーム投影レンズのパラメーターである。第１実施形態において、第一レンズ群１の凸レンズ１３は物体側に向かって突出する正メニスカスレンズ（postive meniscus）１３である。第二レンズ群２は一つの両凸ガラス球面レンズ２１から構成される。第三レンズ群３はさらに相互に接着する負レンズ３１および正レンズ３２と非球面レンズ３３との間に位置する両凸球面レンズ３５と、非球面レンズ３３から像側まで順に配列された開口絞り３４、両凹球面レンズ３６および像側に向かって突出する正メニスカスレンズ３７を有する。 (First embodiment)
Table 1-1 shows parameters of the zoom projection lens according to the first embodiment. In the first embodiment, the convex lens 13 of the first lens group 1 is a positive meniscus lens 13 protruding toward the object side. The second lens group 2 is composed of one biconvex glass spherical lens 21. The third lens group 3 further includes a negative lens 31 that is bonded to each other, a biconvex spherical lens 35 that is positioned between the positive lens 32 and the aspherical lens 33, and an aperture stop that is sequentially arranged from the aspherical lens 33 to the image side. 34, a biconcave spherical lens 36 and a positive meniscus lens 37 protruding toward the image side.

数式１から数式７を満足させるために、射出瞳位置ｅｘは−３７．６３０４ｍｍである。レンズの焦点距離ｂｆは３１．０ｍｍである。ズーム投影レンズの広角端に位置する焦点距離ｆｗは２１．０５０４１ｍｍである。第一レンズ群１の焦点距離ｆ１は−５１．６０５７ｍｍである。第二レンズ群２の焦点距離ｆ２は５２．８８６９ｍｍである。第一レンズ群１の非球面レンズ１１の焦点距離ｆＬ１は−８８．４０８５ｍｍである。第三レンズ群３の非球面レンズ３３の焦点距離ｆＡは３３．５３８８ｍｍである。第三レンズ群３の負レンズ３１の色分散係数ｖ１は３０．１３である。第三レンズ群３の正レンズ３２の色分散係数ｖ２は８１．５５である。   In order to satisfy Expressions 1 to 7, the exit pupil position ex is −37.6304 mm. The focal length bf of the lens is 31.0 mm. The focal length fw located at the wide angle end of the zoom projection lens is 21.5041 mm. The focal length f1 of the first lens group 1 is −51.6057 mm. The focal length f2 of the second lens group 2 is 52.8869 mm. The focal length fL1 of the aspherical lens 11 of the first lens group 1 is −88.4085 mm. The focal length fA of the aspherical lens 33 of the third lens group 3 is 33.5388 mm. The chromatic dispersion coefficient v1 of the negative lens 31 of the third lens group 3 is 30.13. The chromatic dispersion coefficient v2 of the positive lens 32 of the third lens group 3 is 81.55.

一方、Ｆ値は広角端に位置する際に２．０となり、中間に位置する際に２．２１７となり、望遠端に位置する際に２．４２８となる。ズーム投影レンズの焦点距離は広角端に位置する際に２１．５０４１ｍｍとなり、中間に位置する際に２６．７９１５ｍｍとなり、望遠端に位置する際に３２．０４６４ｍｍとなる。開口絞り３４は孔径が１８．５ｍｍである。   On the other hand, the F value is 2.0 when positioned at the wide-angle end, 2.217 when positioned at the middle, and 2.428 when positioned at the telephoto end. The focal length of the zoom projection lens is 21.5041 mm when positioned at the wide-angle end, 26.7915 mm when positioned at the middle, and 32.0464 mm when positioned at the telephoto end. The aperture stop 34 has a hole diameter of 18.5 mm.

Figure 2012234172
非球面は下記の数式８に基づいて算出される。
Figure 2012234172
Figure 2012234172
 The aspheric surface is calculated based on Equation 8 below.
Figure 2012234172

上記数式において、表面の頂点は基準点であり、Ｄは光軸方向に沿って高さＨの位置から光軸まで移動する数値である。ｋは円錐定数（conic constant）である。Ｃは曲率である。Ｅ４からＥ１６は高次非球面係数である。第一レンズ群１の非球面レンズ１１の係数および第三レンズ群３の非球面レンズ３１の係数は表１−２に示したとおりである。

Figure 2012234172
In the above formula, the vertex of the surface is a reference point, and D is a numerical value that moves from the position of height H to the optical axis along the optical axis direction. k is a conic constant. C is the curvature. E4 to E16 are higher-order aspheric coefficients. The coefficients of the aspheric lens 11 of the first lens group 1 and the coefficients of the aspheric lens 31 of the third lens group 3 are as shown in Table 1-2.
Figure 2012234172

第１実施形態において、広角端での球面収差（longitudinal aberration）は図２に示したとおりである。瞳孔半径（pupil radius）は５．６５７１ｍｍである。図３は倍率色収差図（lateral color）であり、そのうちの縦軸上の結像の最も高い高度の半分は１３．８５ｍｍである。図４は非点収差を表示する像面湾曲図（field curvature）である。表面上の高さが異なる位置は結像位置である。Ｓは子午光線である。Ｔはサジタル光線である。結像点から理想の像面までの距離は横座標によって表示される。理想の像高は縦座標によって表示される。図５は歪曲収差図（distortion）であり、横方向の拡大率を表示する。結像点から理想の像点までの百分率の差は横座標によって表示される。理想の像高は縦座標によって表示される。図６は変調伝達関数図（ＭＴＦ，modulation transfer function）であり、空間周波数（Spatial Frequency）の変化に対応する光学伝達関数の係数（modulus of the OTF，optical transfer function）を表示する。
第１実施形態において、望遠端での球面収差図、倍率色収差図、像面湾曲図、歪曲収差図および変調伝達関数図は図７から図１１の順によって表示される。 In the first embodiment, spherical aberration at the wide-angle end is as shown in FIG. The pupil radius is 5.6571 mm. FIG. 3 is a lateral chromatic aberration diagram, in which half of the highest altitude of image formation on the vertical axis is 13.85 mm. FIG. 4 is a field curvature displaying astigmatism. The position where the height on the surface is different is the imaging position. S is the meridian ray. T is a sagittal ray. The distance from the image point to the ideal image plane is indicated by the abscissa. The ideal image height is displayed in ordinate. FIG. 5 is a distortion diagram showing distortion in the horizontal direction. The percentage difference from the image point to the ideal image point is indicated by the abscissa. The ideal image height is displayed in ordinate. FIG. 6 is a modulation transfer function (MTF), which displays an optical transfer function (modulus of the OTF) corresponding to a change in spatial frequency.
In the first embodiment, the spherical aberration diagram, the magnification chromatic aberration diagram, the field curvature diagram, the distortion diagram, and the modulation transfer function diagram at the telephoto end are displayed in the order of FIGS.

図２から図１１に示すように、球面収差、倍率色収差、非点収差および歪曲収差はあまりない。特に図７から図１１により、第１実施形態は良好な光学的分解能を持つことが判明した。   As shown in FIGS. 2 to 11, there is not much spherical aberration, lateral chromatic aberration, astigmatism and distortion. In particular, FIGS. 7 to 11 show that the first embodiment has good optical resolution.

（第２実施形態）
表２−１は第２実施形態によるズーム投影レンズのパラメーターである。第２実施形態において、第一レンズ群１の凸レンズ１３は両凸レンズ（biconvex）１３である。第二レンズ群２は二つのガラス球面正メニスカスレンズ２１から構成される。第三レンズ群３はさらに相互に接着する負レンズ３１および正レンズ３２と非球面レンズ３３との間に開口絞り３４、両凸球面レンズ３５’および両凹球面レンズ３６’を有する。 (Second Embodiment)
Table 2-1 shows parameters of the zoom projection lens according to the second embodiment. In the second embodiment, the convex lens 13 of the first lens group 1 is a biconvex lens (biconvex) 13. The second lens group 2 includes two glass spherical positive meniscus lenses 21. The third lens group 3 further includes an aperture stop 34, a biconvex spherical lens 35 ′, and a biconcave spherical lens 36 ′ between the negative lens 31 and the positive lens 32 and the aspherical lens 33 that are bonded to each other.

数式１から数式７を満足させるために、射出瞳位置ｅｘは−４２．０ｍｍである。レンズの焦点距離ｂｆは３１．０ｍｍである。ズーム投影レンズの広角端に位置する焦点距離ｆｗは２０．６２８５ｍｍである。第一レンズ群１の焦点距離ｆ１は−４６．３１７７ｍｍである。第二レンズ群２の焦点距離ｆ２は３３．９９１２ｍｍである。第一レンズ群１の非球面レンズ１１の焦点距離ｆＬ１は−９１．７３９３ｍｍである。第三レンズ群３の非球面レンズ３３の焦点距離ｆＡは２９．２６１７ｍｍである。第三レンズ群３の負レンズ３１の色分散係数ｖ１は２６．２９である。第三レンズ群３の正レンズ３２の色分散係数ｖ２は８１．５５である。   In order to satisfy Expressions 1 to 7, the exit pupil position ex is −42.0 mm. The focal length bf of the lens is 31.0 mm. The focal length fw located at the wide angle end of the zoom projection lens is 20.6285 mm. The focal length f1 of the first lens group 1 is −46.3177 mm. The focal length f2 of the second lens group 2 is 33.9912 mm. The focal length fL1 of the aspherical lens 11 of the first lens group 1 is −91.7393 mm. The focal length fA of the aspherical lens 33 of the third lens group 3 is 29.2617 mm. The chromatic dispersion coefficient v1 of the negative lens 31 of the third lens group 3 is 26.29. The chromatic dispersion coefficient v2 of the positive lens 32 of the third lens group 3 is 81.55.

一方、Ｆ値は広角端に位置する際に２．０２３となり、中間に位置する際に２．２１２となり、望遠端に位置する際に２．４０４となる。ズーム投影レンズの焦点距離は広角端に位置する際に２０．６２８５ｍｍとなり、中間に位置する際に２５．７１６２ｍｍとなり、望遠端に位置する際に３０．７７８５ｍｍとなる。開口絞り３４は孔径が１６．２ｍｍである。


Figure 2012234172
第一レンズ群１の非球面レンズ１１の係数および第三レンズ群３の非球面レンズ３１の係数は表２−２に示したとおりである。
Figure 2012234172
 On the other hand, the F value is 2.023 when positioned at the wide-angle end, 2.212 when positioned at the middle, and 2.404 when positioned at the telephoto end. The focal length of the zoom projection lens is 20.6285 mm when positioned at the wide-angle end, 25.7162 mm when positioned at the middle, and 30.7785 mm when positioned at the telephoto end. The aperture stop 34 has a hole diameter of 16.2 mm.


Figure 2012234172
 The coefficients of the aspherical lens 11 of the first lens group 1 and the coefficient of the aspherical lens 31 of the third lens group 3 are as shown in Table 2-2.
Figure 2012234172

（第３実施形態）
表３−１は第３実施形態によるズーム投影レンズのパラメーターである。第３実施形態において、第一レンズ群１の凸レンズ１３は物体側に向かって突出する平凸レンズ１３である。第二レンズ群２は一つのガラス球面平凸レンズ２１から構成される。第三レンズ群３はさらに相互に接着する負レンズ３１および正レンズ３２と非球面レンズ３３との間に両凸球面レンズ３５”、開口絞り３４、物体側に向かって突出する球面正メニスカスレンズ３６”および球面両凹レンズ３７”を有する。 (Third embodiment)
Table 3-1 shows parameters of the zoom projection lens according to the third embodiment. In the third embodiment, the convex lens 13 of the first lens group 1 is a plano-convex lens 13 protruding toward the object side. The second lens group 2 is composed of one glass spherical plano-convex lens 21. The third lens group 3 further includes a negative lens 31 and a biconvex spherical lens 35 ″ between the positive lens 32 and the aspherical lens 33, an aperture stop 34, and a spherical positive meniscus lens 36 protruding toward the object side. "And spherical biconcave lens 37".

数式１から数式７を満足させるために、射出瞳位置ｅｘは−４１．７３７ｍｍである。レンズの焦点距離ｂｆは３１．０ｍｍである。ズーム投影レンズの広角端に位置する焦点距離ｆｗは２３．４０５８ｍｍである。第一レンズ群１の焦点距離ｆ１は−４８．０９７２ｍｍである。第二レンズ群２の焦点距離ｆ２は５０．４４５７ｍｍである。第一レンズ群１の非球面レンズ１１の焦点距離ｆＬ１は−７３．０７１８ｍｍである。第三レンズ群３の非球面レンズ３３の焦点距離ｆＡは２５．５６８６ｍｍである。第三レンズ群３の負レンズ３１の色分散係数ｖ１は３０．１３である。第三レンズ群３の正レンズ３２の色分散係数ｖ２は８１．５５である。   In order to satisfy Expressions 1 to 7, the exit pupil position ex is −41.737 mm. The focal length bf of the lens is 31.0 mm. The focal length fw located at the wide angle end of the zoom projection lens is 23.4058 mm. The focal length f1 of the first lens group 1 is −48.0972 mm. The focal length f2 of the second lens group 2 is 50.4457 mm. The focal length fL1 of the aspherical lens 11 of the first lens group 1 is −73.718 mm. The focal length fA of the aspherical lens 33 of the third lens group 3 is 25.5686 mm. The chromatic dispersion coefficient v1 of the negative lens 31 of the third lens group 3 is 30.13. The chromatic dispersion coefficient v2 of the positive lens 32 of the third lens group 3 is 81.55.

一方、Ｆ値は広角端に位置する際に２．０７１となり、中間に位置する際に２．２０４となり、望遠端に位置する際に２．２４９となる。ズーム投影レンズの焦点距離は広角端に位置する際に２３．４０５８ｍｍとなり、中間に位置する際に２６．８６２０ｍｍとなり、望遠端に位置する際に２８．０１１１ｍｍとなる。開口絞り３４は孔径が１９．５ｍｍである。

Figure 2012234172
第一レンズ群１および第三レンズ群３の非球面レンズの係数は表３−２に示したとおりである。
Figure 2012234172
 On the other hand, the F value is 2.071 when positioned at the wide-angle end, 2.204 when positioned at the middle, and 2.249 when positioned at the telephoto end. The focal length of the zoom projection lens is 23.4058 mm when positioned at the wide-angle end, 26.8620 mm when positioned at the middle, and 28.011 mm when positioned at the telephoto end. The aperture stop 34 has a hole diameter of 19.5 mm.
Figure 2012234172
 The coefficients of the aspheric lenses of the first lens group 1 and the third lens group 3 are as shown in Table 3-2.
Figure 2012234172

上述したとおり、ＬＥＤの技術発展が成熟してきた近年において、ＬＥＤは安定性が高い、寿命が長い、価額が安いなどのメリットがあるため、ほかの光源の代わりになることが一般的である。しかしながらＬＥＤを光源として使用するプロジェクターは輝度が高圧水銀ランプの輝度より小さい。それに対し、本発明はＬＥＤプロジェクターに対応するために、開口絞り３４の孔径を増大させることによってプロジェクターの発光効率を向上させる。   As described above, in recent years when the technological development of LEDs has matured, since LEDs have merits such as high stability, long life, and low price, they are generally used in place of other light sources. However, a projector using an LED as a light source has a luminance lower than that of a high-pressure mercury lamp. On the other hand, the present invention improves the luminous efficiency of the projector by increasing the hole diameter of the aperture stop 34 in order to cope with the LED projector.

一方、本発明は、非球面レンズ１１、３３によってズーム投影レンズ全体の長さを効果的に短縮し、投射された映像の収差を補正し、レンズの使用量を減らすことであるため、目的を確実に達成することができる。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。 On the other hand, the present invention effectively shortens the entire length of the zoom projection lens by the aspheric lenses 11 and 33, corrects the aberration of the projected image, and reduces the amount of use of the lens. Can be reliably achieved.
As mentioned above, this invention is not limited to the said embodiment at all, In the range which does not deviate from the meaning of invention, it can implement with a various form.

１ ：第一レンズ群、
１１：非球面レンズ、
１２：両凹レンズ、
１３：凸レンズ、
２ ：第二レンズ群、
２１：凸レンズ、
３ ：第三レンズ群、
３１：負レンズ、
３２：正レンズ、
３３：非球面レンズ、
３４：開口絞り、
３５：両凸レンズ、
３５’：両凸レンズ、
３５”：両凸レンズ、
３６：両凹レンズ、
３６’：両凹レンズ、
３６”：正メニスカスレンズ、
３７：正メニスカスレンズ、
３７”：両凹レンズ、
Ｓ１からＳ１９：表面 1: First lens group,
11: Aspherical lens,
12: Biconcave lens
13: Convex lens,
2: Second lens group,
21: convex lens,
3: Third lens group,
31: Negative lens,
32: Positive lens
33: Aspherical lens,
34: Aperture stop
35: Biconvex lens,
35 ': biconvex lens,
35 ": biconvex lens,
36: biconcave lens,
36 ': biconcave lens,
36 ": positive meniscus lens,
37: Positive meniscus lens,
37 ": biconcave lens,
S1 to S19: Surface

Claims (10)

プロジェクターに用いられるズーム投影レンズであって、
物体側から像側まで順に配列された屈折率がマイナスの第一レンズ群、屈折率がプラスの第二レンズ群および屈折率がプラスの第三レンズ群を備え、かつ広角端に位置するＦ値が２．１以下であり、第一レンズ群は非球面レンズを有し、第三レンズ群は非球面レンズおよび開口絞りを有することを特徴とするズーム投影レンズ。 A zoom projection lens used in a projector,
An F value located at the wide-angle end, including a first lens group having a negative refractive index, a second lens group having a positive refractive index, and a third lens group having a positive refractive index, arranged in order from the object side to the image side Is a zoom projection lens, wherein the first lens group has an aspheric lens, and the third lens group has an aspheric lens and an aperture stop. ズーム投影レンズは、下記の数式１を満足させ、
Figure 2012234172
 ｅｘは射出瞳位置であり、ｂｆはレンズの焦点距離であることを特徴とする請求項１に記載のズーム投影レンズ。 The zoom projection lens satisfies Equation 1 below,
Figure 2012234172
 The zoom projection lens according to claim 1, wherein ex is an exit pupil position and bf is a focal length of the lens. ズーム投影レンズは、下記の数式２を満足させ、
Figure 2012234172
 ｆ１は第一レンズ群の焦点距離であり、ｆｗはズーム投影レンズの広角端に位置する焦点距離であることを特徴とする請求項１に記載のズーム投影レンズ。 The zoom projection lens satisfies the following formula 2,
Figure 2012234172
 The zoom projection lens according to claim 1, wherein f1 is a focal length of the first lens group, and fw is a focal length located at a wide angle end of the zoom projection lens. ズーム投影レンズは、下記の数式３を満足させ、
Figure 2012234172
 ｆ２は第二レンズ群の焦点距離であり、ｆｗはズーム投影レンズの広角端に位置する焦点距離であることを特徴とする請求項１に記載のズーム投影レンズ。 The zoom projection lens satisfies Equation 3 below,
Figure 2012234172
 The zoom projection lens according to claim 1, wherein f2 is a focal length of the second lens group, and fw is a focal length located at a wide angle end of the zoom projection lens. ズーム投影レンズは、下記の数式４を満足させ、
Figure 2012234172
 ｆ３は第三レンズ群の焦点距離であり、ｆｗはズーム投影レンズの広角端に位置する焦点距離であることを特徴とする請求項１に記載のズーム投影レンズ。 The zoom projection lens satisfies the following formula 4,
Figure 2012234172
 The zoom projection lens according to claim 1, wherein f3 is a focal length of the third lens group, and fw is a focal length located at a wide angle end of the zoom projection lens. ズーム投影レンズは、下記の数式５を満足させ、
Figure 2012234172
 ｆＬ１は第一レンズ群の非球面レンズの焦点距離であり、ｆｗはズーム投影レンズの広角端に位置する焦点距離であることを特徴とする請求項１に記載のズーム投影レンズ。 The zoom projection lens satisfies the following formula 5,
Figure 2012234172
 The zoom projection lens according to claim 1, wherein fL1 is a focal length of the aspherical lens of the first lens group, and fw is a focal length located at a wide angle end of the zoom projection lens. 第一レンズ群は、物体側から像側まで順に配列された非球面レンズおよび二つの球面レンズから構成されることを特徴とする請求項６に記載のズーム投影レンズ。   7. The zoom projection lens according to claim 6, wherein the first lens group includes an aspheric lens and two spherical lenses arranged in order from the object side to the image side. ズーム投影レンズは、下記の数式６を満足させ、
Figure 2012234172
 ｆＡは第三レンズ群の非球面レンズの焦点距離であり、ｆ３は第三レンズ群の焦点距離であることを特徴とする請求項１に記載のズーム投影レンズ。 The zoom projection lens satisfies the following formula 6;
Figure 2012234172
 The zoom projection lens according to claim 1, wherein fA is a focal length of the aspherical lens of the third lens group, and f3 is a focal length of the third lens group. 第三レンズ群は、さらに相互に接着する負レンズおよび正レンズを有し、ズーム投影レンズは下記の数式７を満足させ、
Figure 2012234172
 ｖ１は負レンズの色分散係数であり、ｖ２は正レンズの色分散係数であることを特徴とする請求項８に記載のズーム投影レンズ。 The third lens group further includes a negative lens and a positive lens that are bonded to each other, and the zoom projection lens satisfies the following Expression 7;
Figure 2012234172
 9. The zoom projection lens according to claim 8, wherein v1 is a chromatic dispersion coefficient of a negative lens, and v2 is a chromatic dispersion coefficient of a positive lens. 第三レンズ群は、物体側から像側まで順に配列された負レンズ、正レンズおよび非球面レンズから構成されることを特徴とする請求項９に記載のズーム投影レンズ。   10. The zoom projection lens according to claim 9, wherein the third lens group includes a negative lens, a positive lens, and an aspheric lens arranged in order from the object side to the image side.
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